ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA DE FISICA Y MATEMATICA

BIOFISICA

FISICA NUCLEAR

EFECTOS DE LA RADIACIÓN

Por:

Estudiante Código

Sara Bustillos 480

Curi Guapizaca

Josselin Guillén

EFECTOS DE LA RADIACION

Las radiaciones se pueden clasificar como ionizantes y no ionizantes

¿QUÉ ES LA RADIACIÓN IONIZANTE?

Radiaciones ionizantes son aquellas radiaciones con energía suficiente para ionizar la materia, extrayendo los electrones de sus estados ligados al átomo.

La radiación ionizante puede transferir su energía a las moléculas que constituyen el cuerpo humano, esto puede traducirse en un daño significativo si la interacción es con las moléculas de ADN. Los daños pueden ser agudos e inmediatos como quemaduras, hemorragias, diarreas, infecciones o hasta la muerte; también existen efectos tardíos como el cáncer o efectos hereditarios.

Las personas están expuestas a fuentes naturales de radiación ionizante, como el suelo, el agua o la vegetación, y a fuentes artificiales, tales como los rayos X y algunos dispositivos médicos.

Las radiaciones ionizantes tienen muchas aplicaciones beneficiosas en la medicina, la industria, la agricultura y la investigación.

A medida que aumenta el uso de las radiaciones ionizantes también lo hacen los posibles peligros para la salud si no se utilizan o contienen adecuadamente.

Cuando las dosis de radiación superan determinados niveles pueden tener efectos agudos en la salud, tales como quemaduras cutáneas o síndrome de irradiación aguda.

Las dosis bajas de radiación ionizante pueden aumentar el riesgo de efectos a largo plazo, tales como el cáncer.

¿QUÉ ES LA RADIACIÓN NO IONIZANTE?Se entiende por radiación no ionizante aquella onda o partícula que no es capaz de ionizar o arrancar electrones de la materia que ilumina produciendo, como mucho, excitaciones electrónica

La existencia de posibles efectos crónicos de las radiaciones no ionizantes es aún objeto de fuertes debates y de una amplia investigación científica, dicha incertidumbre genera bastante inquietud frente a las exposiciones tanto de tipo laboral como ambiental. Ya son bastante conocidos los efectos agudos de estas radiaciones, los que pueden ir desde pequeñas descargas eléctricas hasta quemaduras, también pueden producirse calentamiento de los tejidos tanto superficiales como profundos, lo que dependiendo del tejido del cual se trate puede traducirse en un serio daño.

Aunque por sus características este tipo de radiación no es capaz de alterar químicamente la materia, la exposición a ella, fundamentalmente frecuencias ópticas (infrarrojo, visible, ultravioleta), presenta una serie de riesgos, fundamentalmente para la visión, que deben tenerse en cuenta

FUENTES DE RADIACIÓNLas personas están expuestas a la radiación natural a diario. La radiación natural proviene de muchas fuentes, como los más de 60 materiales radiactivos naturales presentes en el suelo, el agua y el aire. El radón es un gas natural que emana de las rocas y la tierra y es la principal fuente de radiación natural. Diariamente inhalamos e ingerimos radionúclidos presentes en el aire, los alimentos y el agua.Asimismo, estamos expuestos a la radiación natural de los rayos cósmicos, especialmente a gran altura. Por término medio, el 80% de la dosis anual de radiación de fondo que recibe una persona procede de fuentes de radiación naturales, terrestres y cósmicas. Los niveles de la radiación de fondo varían debido a diferencias

geológicas. En determinadas zonas la exposición puede ser más de 200 veces mayor que la media mundial.La exposición humana a la radiación proviene también de fuentes artificiales que van desde la generación de energía nuclear hasta el uso médico de la radiación para fines diagnósticos o terapéuticos. Hoy día, las fuentes artificiales más comunes de radiación ionizante son los aparatos de rayos X y otros dispositivos médicos.

TIPOS DE EXPOSICIÓNLa exposición a la radiación puede ser interna o externa, y puede tener lugar por diferentes vías.La exposición interna a la radiación ionizante se produce cuando un radionúclido es inhalado, ingerido o entra de algún otro modo en el torrente sanguíneo (por ejemplo, inyecciones o heridas) Esta vía tiene un agravante, porque el elemento químico entra en el cuerpo, puede metabolizarse y permanecer durante mucho tiempo descargando radiaciones. El plutonio, por ejemplo, se puede fijar en los huesos y los pulmones, llegando a originar diferentes tumores. La exposición interna cesa cuando el radionúclido se elimina del cuerpo, ya sea espontáneamente (por ejemplo, en los excrementos) o gracias a un tratamiento.La contaminación externa se puede producir cuando el material radiactivo presente en el aire (polvo, líquidos, aerosoles) se deposita sobre la piel o la ropa. Generalmente, este tipo de material radiactivo puede eliminarse del organismo por simple lavado.La exposición a la radiación ionizante también puede resultar de la irradiación externa (por ejemplo, la exposición médica a los rayos X). La irradiación externa se detiene cuando la fuente de radiación está blindada o la persona sale del campo de irradiación.

¿CÓMO LAS ABSORBE EL CUERPO?

Hay muchos tipos de partículas en las radiaciones, pero las que más abundan son las de tipo gamma, que atraviesan sin dificultad los tejidos e impactan en el ADN de las células, precisamente donde se produce el efecto más importante, ya que puede provocar mutaciones celulares y dar lugar a diversos tipos de cáncer.

EFECTOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES EN LA SALUDEl daño que causa la radiación en los órganos y tejidos depende de la dosis recibida, o dosis absorbida, que se expresa en una unidad llamada gray (Gy). El daño que puede producir una dosis absorbida depende del tipo de radiación y de la sensibilidad de los diferentes órganos y tejidos.El sievert (Sv) es una unidad de dosis de radiación ponderada, también llamada dosis efectiva. Es una manera de medir la radiación ionizante en términos de su potencial para causar daño. El sievert tiene en cuenta el tipo de radiación y la sensibilidad de los tejidos y órganos. El sievert es una unidad muy grande, por lo que resulta más práctico utilizar unidades menores, como el milisievert (mSv) o el microsievert (μSv). Hay 1000 μSv en 1 mSv, y 1000 mSv en 1 Sv. Además de utilizarse para medir la cantidad de radiación

(dosis), también es útil para expresar la velocidad a la que se entrega esta dosis (tasa de dosis), por ejemplo en μSv/hora o mSv/año

Más allá de ciertos umbrales, la radiación puede afectar el funcionamiento de órganos y tejidos, y producir efectos agudos tales como enrojecimiento de la piel, caída del cabello, quemaduras por radiación o síndrome de irradiación aguda. Estos efectos son más intensos con dosis más altas y mayores tasas de dosis. Por ejemplo, la dosis liminar para el síndrome de irradiación aguda es de aproximadamente 1 Sv (1000 mSv).Si la dosis es baja o se recibe a lo largo de un periodo amplio (tasa de dosis baja) hay más probabilidades de que las células dañadas se reparen con éxito. Aun así, pueden producirse efectos a largo plazo si el daño celular es reparado, pero incorpora errores, transformando una célula irradiada que todavía conserva su capacidad de división. Esa transformación puede producir cáncer pasados años o incluso decenios. No siempre se producen efectos de este tipo, pero la probabilidad de que ocurran es proporcional a la dosis de radiación. El riesgo es mayor para los niños y adolescentes, ya que son mucho más sensibles que los adultos a la exposición a la radiación.Los estudios epidemiológicos de poblaciones expuestas a la radiación (sobrevivientes de la bomba atómica o pacientes sometidos a radioterapia) muestran un aumento significativo del riesgo de cáncer con dosis superiores a 100 mSv.La radiación ionizante puede producir daños cerebrales en el feto tras la exposición prenatal aguda a dosis superiores a 100 mSv entre las 8 y las 15 semanas de gestación y a 200 mSv entre las semanas 16 y 25. Los estudios en humanos no han demostrado riesgo para el desarrollo del cerebro fetal con la exposición a la radiación antes de la semana 8 o después de la semana 25. Los estudios epidemiológicos indican que el riesgo de cáncer tras la exposición fetal a la radiación es similar al riesgo tras la exposición en la primera infancia.

Un estudio realizado por el Consejo de Energía Atómica de Taiwán, la Asociación Nuclear Mundial, el departamento de Transportes de Estados Unidos y la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, ejemplificó los daños radioactivos en el tejido humano en siverts. La escala hecha por los expertos es la siguiente: De 50 a 100 mSv cambia la química de la sangre; en 500 mSv se presentan vómitos y náuseas; desde los 700 a 1000 mSv hay pérdida de cabello en solo dos semanas, además de hemorragias y diarreas; sobre los 4000 mSv sin tratamiento la muerte no tarda más de dos meses; por últimos y casos muy extremos de 10 mil  o 20 mil mSv se destruye la mucosa intestinal, hay daños al sistema nervioso central, pérdida de conciencia, hemorragias internas y una dolorosamente que no tardará más de dos semanas.

CLASIFICACIÓN DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS

El daño biológico por radiación puede manifestarse directamente en el individuo que recibe la radiación o en su progenie. En el caso en que el daño se manifieste en el individuo irradiado se trata de un daño somático, es decir, el daño se ha circunscrito a sus células somáticas. Por otro lado, el daño a las células germinales resultará en daño a la descendencia del individuo. Se pueden clasificar los efectos biológicos en el hombre como somáticos y hereditarios. El daño a los genes de una célula somática puede producir daño a la célula hija, pero sería un efecto somático no hereditario. El término "daño genético" se refiere a efectos causados por mutación en un cromosoma o un gen; esto lleva a un efecto hereditario solamente cuando el daño afecta a una línea germinal.

Síndrome de irradiación aguda es el conjunto de síntomas por la exposición de cuerpo total o una gran porción de él a la radiación. Consiste en náusea, vómito, anorexia (inapetencia), pérdida de peso, fiebre y hemorragia intestinal. Según su periodo de latencia, los efectos se han clasificado en agudos (a corto plazo) y diferidos (a largo plazo).

Los efectos agudos pueden ser generales o locales. Los generales presentan la sintomatología que se resume en el cuadro 8. Los locales pueden ser eritema o necrosis de la piel, caída del cabello, necrosis de tejidos internos, la esterilidad temporal o permanente, la reproducción anormal de tejidos como el epitelio del tracto gastrointestinal, el funcionamiento anormal de los órganos hematopoyéticos (médula ósea roja y bazo), o alteraciones funcionales del sistema nervioso y de otros sistemas.

Los efectos diferidos pueden ser la consecuencia de una sola exposición intensa o de una exposición por largo tiempo. Entre éstos han de considerarse: las cicatrices atróficas locales o procesos distróficos de órganos y tejidos fuertemente irradiados, las cataratas del cristalino, el cáncer de los huesos debido a la irradiación del tejido óseo, el cáncer pulmonar, las anemias plásticas ocasionadas por radiolesiones de la médula ósea, y la leucemia.

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES.

Dosis agudas Efecto probable

0 - 25 rems (0 - .25 Sv) Ninguna lesión evidente.

25 - 50 rems (.25 - .5 Sv) Posibles alteraciones en la sangre, pero ninguna lesión grave.

50 - 100 rems (.5 - 1 Sv)

Alteraciones de las células sanguíneas. Alguna lesión. Ninguna incapacitación.

100 - 200 rems (1 - 2 Sv) Lesión. Posible incapacitación.

200 - 400 rems (2 - 4 Sv) Certeza de lesión e incapacitación. Probabilidad de defunción.

400 rems (4 Sv) Cincuenta por ciento de mortalidad.

600 o más rems (6 Sv)Probablemente mortal.

EFECTOS A CORTO PLAZO DE DOSIS INSTANTÁNEAS DE RADIACIÓN EN EL CUERPO HUMANO

Los datos del Cuadro siguiente corresponden a efectos a corto plazo de dosis instantáneas absorbidas por el cuerpo entero. Se refieren tan solo a una irradiación gamma, es decir, externa. En caso de que los elementos se introdujesen en el cuerpo por vía respiratoria o digestiva (especialmente iones que emitan radiación alfa, es decir, emisores alfa), el efecto sería muy superior, ya que actuarían de manera permanente y desde el interior del organismo.

DOSIS MÁXIMA PERMITIDA, UMBRAL DE PELIGROSIDAD

La DMP se refiere a los efectos considerados aceptables sobre un conjunto determinado de personas. Se trata de un valor diferente para la población general o para aquellas personas que trabajan en ambientes radioactivos.

La unidad de medida más usual para determinar efectos biológicos, es decir la peligrosidad de la radiación en los seres vivos, es el rem (o su submúltiplo milirem), aunque se ha extendido el uso del Sievert (Sv) y su múltiplo el milisievert (mSv).

A todos los efectos se puede afirmar que cualquier dosis que supere los 600 mSv provocará efectos inmediatos o a corto plazo en el organismo afectado.

La tabla siguiente muestra estos valores referidos a unas exposiciones continuadas por año, por día y por hora:

Según la International Commission on Radiological Protection (Comisión Internacional de Protección Radiológica), la dosis máxima permitida para la población general es de 1 mSv por año y la dosis máxima permitida para trabajadores en ambientes con radiación es de hasta a 50 mSv por año.

A Recordar:

Algunos principios básicos

No hay dosis sin efecto o dosis inocua; la única dosis inocua es de 0 milirems, y esta dosis no existe.

Cualquier nivel de radiación puede producir problemas de salud, dependiendo de la dosis, del tiempo de exposición y otros factores (edad, sexo, estado físico, etc.).

A largo plazo es muy difícil determinar los efectos concretos de la radiación, ya que varían de un individuo a otro, y dependen de sus defensas naturales.

Los criterios para determinar los umbrales de peligrosidad de las radiaciones sobre la salud han variado a lo largo del tiempo, en función de intereses que no son sanitarios.

La dosis máxima permitida (DMP, en inglés MPD) fijada por normativa desde la UE, y actualmente vigente en España, es de 1 mili Sievert por año, a añadir a la aportada por la radiación natural de la zona.

La aportación de radiación natural de la Tierra es de unos 2,4 a 3,0 mSv / año, variando según las zonas geográficas. Esta radiación procede de diferentes fuentes: radiación cósmica, composición de las rocas y el suelo, el propio Sol, etc. Se calcula que, aproximadamente, un 80% de la exposición de la población a las radiaciones proviene de fuentes naturales. Y que el 20% restante lo causa la actividad humana. El problema estriba en la intensidad de la exposición.